Đề tài Sử dụng bài tập hoá học để dạy học tích cực

I. Lí do chọn đề tài. Trong quá trình đổi mới chương trình và sách giáo khoa nói chung và hoá học nói riêng, đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy học tích cực là một trong những vấn đề quan trọng hàng đầu. Cơ sở của việc dạy học bộ môn hoá học là dạy và học tích cực phải dựa trên quan điểm lấy học sinh làm trung tâm của quá trình dạy học… Giáo viên là người tổ chức, thiết kế, khuyến khích, tạo điều kiện để học sinh tích cực hoạt động, tìm tòi, khám phá, xây dựng và vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng. Một trong những vấn đề quan trọng của đổi mới phương pháp dạy học hoá học là giáo viên phải biết ''sử dụng bài tập hoá học để dạy học tích cực'' làm cho thực tiễn dạy- học trở nên sinh động, thiết thực hơn và phát huy được sự chủ động, sáng tạo của giáo viên , đồng thời phát huy được tính tích cực, chủ động chiếm lĩnh kiến thức của học sinh. Chính vì vậy ,tôi nhận thấy cần thiết phải xây dựng đề tài '' Sử dụng bài tập hoá học để dạy học tích cực''. II. Những cơ sở dùng cho việc nghiên cứu để xây dựng đề tài . 1. Tài liệu: -Sách phương pháp dạy học hoá học của nhà xuất bản giáo dục. -Sách tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên THCS chu kì III(2004-2007) môn hoá học của nhà xuất bản giáo dục. -Sách giáo viên và sách giáo khoa hoá học lớp 8,9 của nhà xuất bản giáo dục. - Sách bài tập nâng cao hoá học lớp 8,9 của nhà xuất bản giáo dục. Và một số tài liệu có liên quan khác. 2. Đặc điểm của bài tập hoá học. a. Bài tập hoá học có vai trò quan trọng trong dạy học hoá học. Bài tập hoá học góp phần to lớn trong việc dạy học hoá học tích cực khi: -Bài tập hoá học như là nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi phát hiện kiến thức, kĩ năng. -Bài tập mô tả một tình huống thực của đời sống thực tế. -Bài tập hoá học được nêu lên như là tình huống có vấn đề. -Bài tập hoá học là một nhiệm vụ cần giải quyết. b. Bài tập hoá học là phương tiện để tích cực hoá hoạt động của học sinh ở mọi cấp học, bậc học. Bài tập hoá học được phân thành : -Bài tập tự luận: Bài tập lí thuyết và bài tập thực nghiệm , trong đó gồm bài tập định tính và bài tập định lượng và được chia thành bài tập cơ bản và bài tập phức hợp. -Bài tập trắc nghiệm khách quan: câu điền khuyết, câu đúng-sai hoặc có không, câu có nhiều lựa chọn, câu cặp đôi. Bài tập hoá học có thể sử dụng để dạy học tích cực ở mọi cấp học, bậc học . để giải bài tập hoá học, học sinh cần phải nhớ lại, phân tích, tổng hợp, vận dụng kiến thức đã biết để tìm ra câu trả lời . III. Nội dung đề tài: 1.Bài tập hoá học giúp định hướng hoạt động của học sinh nhằm xây dựng và phát hiện kiến thức mới. Thí dụ 1 : Để tìm hiểu ý nghĩa của phương trình hoá học, giáo viên yêu cầu học sinh giải bài tập sau: Dựa vào PTHH: 4Al + 3O2 -> 2Al2O3 hãy cho biết : -Tên chất tham gia và sản phẩm. - Số nguyên tử, phân tử của mỗi chất trong phản ứng. -Tỉ lệ số nguyên tử, phân tử giữa các chất. Qua thí dụ trên, hãy rút ra ý nghĩa chung của phương trình hoá học là gì? Hệ thống câu hỏi này được in trong phiếu giao việc hoặc viết lên bảng phụ để tránh câu hỏi vụn vặt. Thí dụ 2:Thông qua việc giải các bài tập , học sinh tự tìm ra được khái niệm axit. GV nêu một số câu hỏi và bài tập như sau: -Hãy cân bằng những phương trình phản ứng sau: SO3 + H2O —> H2SO4 P2O5 + H2O —> H3PO4 CO2 + H2O —> H2CO3 -Cho biết chất tạo thành sau phản ứng thuộc loại chất nào? -Cho biết thành phần phân tử của H2SO4, H3PO4, H2CO3 có gì giống nhau? -Nhóm nguyên tố =SO4 , º PO4 , =CO3 được gọi là gốc axit. Vậy căn cứ vào số nguyên tử H liên kết với gốc axit, cho biết hoá trị của các gốc axit trên? -Hãy cho biết thế nào là hợp chất axit? 2. Sử dụng hệ thống câu hỏi hướng dẫn học sinh hoạt động nghiên cứu tính chất của chất. Ví dụ 1:Bài tập giao cho học sinh để tìm hiểu tác dụng của oxi với kim loại. Hãy quan sát thí nghiệm: - Trạng thái và màu sắc của sắt và khí oxi trước thí nghiệm. - khi đốt nóng đỏ sắt và đưa vào bình khí oxi có hiện tượng gì xẩy ra? Hãy lập phương trình hoá học , biết rằng sản phẩm tạo thành là Fe3O4. Ví dụ 2: Thí nghiệm Natri hidroxit tác dụng với muối. Hoạt động của GV Hoạt động của HS 1. Hướng dẫn học sinh chuẩn bị dụng cụ và hoá chất thí nghiệm. - Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm theo các thao tác được giáo viên viết trên giấy croki hay bảng phụ. 2. Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm đối chứng . - Hướng dẫn học sinh quan sát ống nghiệm (1) và (2). H: Vì sao ống nghiệm (1) có kết tủa màu nâu đỏ? H: Vì sao ống nghiệm (2) không có hiện tượng gì? 1. Lấy 1-2ml dd FeCl3 cho vào ống nghiệm (1) , dùng ống nhỏ giọt 3-5giọt dd NaOH vào ống nghiệm (1). 2.Lấy khoảng 1-2ml dd BaCl2 cho vào ống nghiệm (2), dùng ống nhỏ giọt 3-5 giọt dd NaOH vào ống nghiệm (2) . - ống nghiệm (1) xuất hiện màu nâu đỏ.Vì dd NaOH phản ứng với dd FeCl3 tạo ra kết tủa màu nâu đỏ. 3NaOH(dd)+ FeCl3 (dd)-> Fe(OH)3(r) +3NaCl(dd) - ống nghiệm (2) không có hiện tượng gì.Vì dd NaOH không phản ứng với ddBaCl2. 3. Sử dụng câu hỏi bài tập giúp học sinh tích cực vận dụng kiến thức vào thực tế. GV đặt câu hỏi : Có hỗn hợp gồm các chất khí thải độc hại sau đây: HCl, Cl2, CO2, CO, SO2. Hãy nêu các biện pháp để sử lí các chất thải đó bằng phương pháp hoá học. Hoạt động giải bài tập của học sinh có thể như sau: Phương hướng chung Hoạt động cụ thể - Phân tích đề bài : cho cái gì? yêu cầu cái gì? - Tìm mối liên hệ giữa cái chưa biết và cái đã biết . -Phân loại chất và xác định tính chất của chúng. -Tìm phương pháp xử lí : tác dụng với chất khác tạo thành chất ít hoặc không độc hại . - Xác định các chất và biện pháp cụ thể. -Cho các chất độc hại, yêu cầu xử lí chất thải . - Các chất có tính axit : HCl, Cl2, CO2, SO2, chất có tính khử : CO - Dùng chất khử có tính kiềm và chất khử có tính oxi hoá. -Dùng nước vôi trong : có tính kiềm, dễ điều chế, rẻ tiền. - Dùng CuO làm chất oxi hoá để khử CO. -Cách làm : Bước 1: Dẫn hỗn hợp khí thải sục qua nước vôi trong dư. Bước 2: Đốt hỗn hợp khí còn dư cho đến khi không cháy nữa và dùng nước vôi trong khử tiếp . - Kết luận : đã khử được hoàn toàn hỗn hợp khí thải. Ví dụ 2: Khí oxi có lẫn tạp chất là khí cacbonic và hơi nước . Bằng phương pháp hoá học nào có thể loại tạp chất ra khỏi khí oxi ? Viết các phương trình hoá học xẩy ra. Giải : Với phương hướng và hoạt động tương tự như trên HS đã đề ra được một trong những hướng giải như sau: - Chọn chất nào có phản ứng với khí CO2 và H2O nhưng không phản ứng với khí O2. -Cách làm cụ thể: Dẫn khí oxi lẫn tạp chất là CO2 và hơi nước đi qua dung dịch nước vôi trong dư , khí CO2 bị giữ lại . Khí đi ra là O2 có lẫn hơi nước , được dẫn qua CaO khan hoặc H2SO4 đặc để giữ hơi nước lại. khí đi ra là O2 khô. Các phương trình phản ứng xẩy ra: CO2(r) + Ca(OH)2(dd) -> CaCO3(r) + H2O(l) CaO(r) + H2O -> Ca(OH)2 Hoặc H2SO4 + n H2O -> H2SO4. n H2O 4. Sử dụng bài tập Hoá học (bài tập thực nghiệm) trong giờ thực hành để tích cực hoá hoạt động của Học sinh. Bài tập 1: Có 3 lọ đựng 3 dung dịch NaOH, HCl và nước cất, hãy nhận biết mỗi lọ đựng chất nào ? Dụng cụ và hoá chất coi như đủ. Hoạt động của học sinh được tích cực hoá như sau : Phương hướng chung Hoạt động cụ thể Bước1:Xác định đặc điểm của từng chất và thuốc thử cần dùng. Bước2:Xác định thuốc thử cần dùng. Bước3:Nhận biết bằng thực nghiệm. - Dung dịch NaOH, HCl có phản ứng với giấy quỳ tím có màu đặc trưng . Nước cất không làm đổi màu giấy quỳ tím. - Do đó dùng giấy quỳ tím có thể nhận ra mỗi chất trên. -Dùng 3 ống hút nhỏ giọt nhỏ 2-3 giọt ở mỗi lọ vào 3 mẫu giấy quỳ tím. Nếu quỳ tím hoá đỏ, đó là dung dịch HCl. nếu hoá xanh, đó là dung dịch NaOH. Nếu không đổi màu đó là nước cất. Bài tập 2: Có NaOH và nước cất. Hãy pha chế 50 gam dung dịch NaOH 4%. Hoạt động của HS được tích cực hoá như sau: Phương phướng chung Hoạt động cụ thể Bước 1: Xác định lượng hoá chất cần thiết để pha chế. Bước 2: Thực hiện pha chế. -Tính lượng NaOH: mNaOH =50. 0,04=2(g) - Lượng nước: 50-2=48(g) -Cân 2g NaOH rắn. -Đong 48 ml nước cất. -Cho xút vào nước cất và khuấy đều. 5.Tính tích cực hoá hoạt động của học sinh qua việc giải bài tập hoá học thể hiện ở việc giáo viên nêu nội dung bài tập như là một vấn đề cần giải quyết , hướng dẫn học sinh tìm tòi theo một quy trình nhất định để tìm ra kết quả. Nội dung bài tập Hoạt động của HS Hoạt động của GV Tính lượng chất tham gia và tạo thành của phản ứng hoá học. -Lượng 2 chất tham gia phản ứng.Tính lượng sản phẩm tạo thành. -Nhận nội dung bài tập. - Phân tích đầu bài ,tìm hướng giải . -Thực hiện các bước giải (Trình bày lời giải) -Nêu nội dung bài tập . - Hướng dẫn học sinh tìm hướng giải . -Quan sát , theo dõi để giúp đỡ, điều chỉnh kịp thời. Tính hiệu xuất của phản ứng - Nhận biết vấn đề. -Thực hiện giải quyết vấn đề. - Nêu nội dung bài tập như là giải quyết một vấn đề thực tế. Khử chất thải trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp - Nhận thức tầm quan trọng của vấn đề đặt ra. -Lập kế hoạch giải quyết : chọn chất khử độc, tại sao? - Thực hiện như thế nào? -Nêu tầm quan trọng và sự cần thiết. - Làm thế nào để giải quyết vấn đề? Giải thích? Ví dụ :Bỏ 4,5 gam Al vào 100ml dung dịch H2SO4 0,5M . a. Tính thể tích khí H2 sinh ra ở ĐKTC. b. Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch sau phản ứng (cho rằng thể tích dung dịch không thay đổi) Dạng bài tập này có nhiều cách giải khác nhau ,giáo viên có thể hướng dẫn học sinh tìm hướng giải như sau: - Tính số mol của các chất theo bài ra cho : nAl =? n H2SO4 =? -Viết phương trình phản ứng -Tìm tỉ lệ số mol các chất theo phương trình -Lập tỉ lệ số mol của các chất : nbài ra : npt -> So sánh tỉ lệ số mol của 2cặp chất . Nếu hiệu suất phản ứng 100% thì cóthể xẩy ra các trường hợp sau: + Tỉ lệ số mol của 2 cặp chất bằng nhau thì cả 2 chất đều phản ứng hết, tính toán lượng sản phẩm tạo thành theo lượng chất nào cũng được.(1) + Tỉ lệ số mol của H2SO4 > Tỉ lệ số mol của Al -> Al phản ứng hết, H2SO4 dư , tính lượng sản phẩm và lượng H2SO4 tham gia phản ứng theo lượng chất đã phản ứng hết.(2) + Tỉ lệ số mol của Al > Tỉ lệ số mol của H2SO4 -> ngược lại trường hợp (3). - Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch sau phản ứng-> Nếu như xẩy ra trường hợp (2) , thì thực hiện tính lượng chất còn dư sau khi phản ứng kết thúc và xác định lượng chất tạo thành sau phản ứng.Còn trường hợp (3) chỉ xác định lượng chất tạo thành sau phản ứng.Sau đó, chuyển về số mol và áp dụng công thức tính nồng độ. HS : Sau khi nhận nội dung bài tập , phân tích đề bài và biết được hướng giải quyết vấn đề .Từ đó thực hiện các bước giải và dần dần hình thành được cách giải dạng bài tập này. -Bài giải cụ thể: Số mol của Al là: nAl = 5,4:27=0,2(mol) Trong 100ml dung dịch H2SO4 có: n H2SO4 =0,1x 0,5= 0,05(mol) Phương trình phản ứng : 2Al + 3 H2SO4 —> Al2(SO4)3 + 3 H2 2mol 3mol 1mol 3mol Tỉ lệ số mol của H2SO4 là: nbài ra : npt = 0,05:3 =0,01(6) Tỉ lệ số mol của Al là: nbài ra : npt = 0,2:2=0,1 Vì 0,1>0,1(6) do đó H2SO4 phản ứng hết , nhôm dư.Trong dung dịch chỉ có Al2(SO4)3 . Vậy :Tính lượng các chất theo lượng axit H2SO4 . Theo phương trình phản ứngvà tính toán: a. Số mol H2 tạo thành là: n H2 = n H2SO4 =0,05(mol) Thể tích H2 sinh ra ở ĐKTC là: VH2 = 0,05x 22,4=1,12(l) b. n Al2(SO4)3 = n H2SO4 : 3 = 0,05:3 = 0,017(mol) Nồng độ mol của dung dịch Al2(SO4)3 là: CM =0,017: 0,1=0,17M 6. Sử dụng bài tập hoá học mang tính liên tục, phát triển , đi từ dễ đến khó và sử dụng một cách thuận lợi trong khi lên lớp . Các bài tập phải phù hợp với trình độ của học Sinh : -GV phải nghiên cứu và lựa chọn một hệ thống bài tập phù hợp với mức độ nhận thức của học sinh từng khối lớp, sát với tiến độ của chương trình và tương ứng với nội dung lí thuyết của bài học. Có thể phân chia theo mục đích khác nhau : dùng cho nghiên cứu một bài học cụ thể hoặc khi ôn tập , củng cố kiến thức của một chương , phần trong chương trình . -Phải triệt để khai thác cho học sinh thường xuyên được rèn luyện về những kỉ năng đã học , về những kĩ năng quan trọng nhất khi giải bài tập a. Bài tập lí thuyết về điều chế một muối. Mức độ 1: (Sau khi học xong tính chất hoá học của 4 loại hợp chất ) Hỏi: Hãy nêu các phương pháp chung để điều chế một muối . Hs: Có thể trả lời đầy đủ 10 phương pháp. Mức độ 2: Hỏi: Nêu các phương pháp điều chế muối CaCl2(hoặc Ca(NO3)2). Học sinh trên cơ sở các phương pháp chung,lựa chọn phương pháp phù hợp để điều chế. Mức độ 3: Từ các chất Ca, HCl, O2, Cl2 hãy tìm các phương pháp điều chế muối CaCl2. Học sinh phải biết vận dụng từ một số chất cụ thể có thể đi đến các phương pháp tương ứng có thể được. b. Bài tập về cách nhận biết các chất. Mức độ 1: Sau khi học xong tính chất hoá học của 4loại hợp chất . Hỏi: Có 4 dung dịch NaOH, HCl, BaCl2, K2CO3 đựng riêng biệt trong 4 lọ khác nhau nhưng bị mất nhãn. Hãy trình bày cách nhận biết các dung dịch trên , nếu các hoá chất cần thiết coi như có đủ. Mức độ cao hơn: Chỉ cần thay khả năng sử dụng thuốc thử hẹp lại , ta sẽ có bài giảng mang nội dung khác hẳn , ví dụ: Hỏi: Có 4 dung dịch NaOH, HCl, BaCl2, K2CO3 đựng riêng biệt trong 4 lọ khác nhau nhưng bị mất nhãn. Hãy trình bày cách nhận biết các dung dịch trên:1) Nếu trong phòng thí nghiệm chỉ có quỳ tím. 2) Nếu chỉ được dùng một thuốc thử duy nhất. 3) Nhưng không được dùng một thuốc thử nào khác. c.Bài toán hoá học. Cho bài toán cơ bản sau: Cho 28g KOH phản ứng hết với dung dịch HCl. Tính số gam muối tạo thành sau phản ứng. Có rất nhiều hướng phát triển bài toán , ví dụ: (1): Thay câu hỏi trên bằng câu: tính số gam muối tạo thành và số gam HCl(hoặc số mol HCl) đã phản ứng. (2):Thay:'' Cho 28g KOH'' bằng ''Cho 280g dung dịch KOH 10%''. (3):'' Tính số gam muối tạo thành và số gam HCl đã phản ứng '' bằng '' Tính số gam muối tạo thành và thể tích dung dịch HCl 2M đã phản ứng'' (4): Câu hỏi như trên nhưng thay đầu bài như sau: ''Cho 28g KOH tác dụng với 36,5g dung dịch HCl 90%''. (5): Hoặc thay bằng đầu bài: Cho 56g dung dịch KOH 50% vào một cốc có chứa 100ml dung dịch HCl 6M''. (6): Hoặc sửa cả đầu bài và câu hỏi: Cho 200ml dung dịch KOH 0,5M vào một cốc có chứa 60ml dung dịch HCl 2M. Tính nồng độ của dung dịch muối thu được. (7): Thay phần câu hỏi của (6):''Tính nồng độ của các chất có trong dung dịch thu được sau phản ứng'' (8): Bổ sung thêm phần câu hỏi của (6): Nếu sau phản ứng nhỏ vài giọt nước quỳ tím vào dung dịch sẽ thấy có hiện tượng gì? Trả lời qua tính toán cụ thể. Bằng cách sử dụng đề như trên ,Giáo viên có thể căn cứ vào trình độ của đối tượng học sinh để phát hiện ở một mức độ phù hợp. Còn đối với học sinh thì có hứng thú học tập cao hơn , phát triển được khả năng tư duy lô gíc , tính năng động sáng tạo được nâng cao, rèn luyện và dần hình thành các kĩ năng kĩ xảo trong giải bài tập hoá học. IV. kết luận. Sau hai năm thực hiện cách dạy'' Sử dụng bài tập hoá học để dạy học tích cực'' được áp dụng cho nhiều tiết dạy và các đối tượng học sinh khác nhau, tôi nhận thấy rằng học sinh tiếp thu bài chủ động ,có hiệu quả rõ nét : -Đã hình thành được ở học sinh các kĩ năng tư duy , phân tích ,tổng hợp trong việc giải bài tập hoá học và tiếp thu kiến thức mới. -Học sinh trung bình và khá đã tự giải quyết được những bài tập cơ bản , bài tập khá, còn những bài tập khó thì sau khi giáo viên hướng dẫn các em cũng nắm bắt được vấn đề ,từ đó các em HS đã phát hiện ra được các kiến thức mới và tìm ra được các quy luật chung để giải các bài toán cụ thể. -Đa số Học sinh có xu hướng yêu thích môn hoá học hơn. Từ những kết quả đạt được như ở trên ,tôi mạnh dạn trình bày ý tưởng của mình để trao đổi với các đồng nghiệp. Mặc dù bản thân đã cố gắng trình bày cho sáng kiến được hoàn thiện , nhưng cũng không thể tránh khỏi những khiếm khuyết . Vì vậy mong các đồng nghiệp thông cảm ! và góp ý chân thành để cho sáng kiến được hoàn thiện hơn. Rất mong được sự giúp đỡ của các đồng nghiệp . Tôi xin chân thành cảm ơn nhiều ! Tác giả